La fabricación se está moviendo hacia un paradigma digital donde los datos se producen y consumen más rápido que nunca. El manejo de esta cantidad de datos es crítico para las operaciones diarias y requiere acceso a datos confiables. Las tecnologías y estrategias para administrar los datos son diversas, desde una base de datos centralizada y una fuente única de “verdad”, a sistemas distribuidos y almacenamiento/computación en la nube, cada uno con sus puntos fuertes y deficiencias. Si bien el tener una única fuente de verdad puede corromperse o manipularse fácilmente, los sistemas distribuidos a menudo presentan problemas de sincronización. Una solución que cada vez está cogiendo más fuerzas como tecnología eficiente y segura para la gestión de datos en los procesos de fabricación es el Blockchain.
Ingenieros del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU (NIST), han desarrollado una investigación para evaluar el blockchain como sistema efectivo y seguro para asegurar los sistemas de fabricación inteligente. El blockchain no solo ofrece una transmisión a prueba de manipulaciones de los datos de fabricación, sino que también ofrece la trazabilidad de esos datos a todos los actores del proceso productivo.
“Dado que el blockchain nos brinda ambas capacidades, podemos dotar de seguridad y confianza a las redes digitales de fabricación”, declaró el ingeniero mecánico del NIST Thomas Hedberg, uno de los autores del informe.
Fabricación inteligente y amenazas digitales
La fabricación inteligente se puede definir como la integración de tecnologías operativas y tecnologías de la información trabajando juntas en tiempo real. Esta requiere que los datos digitales del producto se comparte e intercambia entre numerosas aplicaciones de ingeniería y sistemas de información. A lo largo de todo el ciclo de vida de un producto se generan una enorme cantidad de datos en respuesta a diferentes procesos (por ejemplo, diseño, fabricación, distribución,…) y necesidades ( técnicas, comerciales, normativas,…). Estos datos son críticos para cualquier organización que forme parte del ciclo de vida del producto y es por tanto necesario protegerlos y asegurar su confiabilidad.
Un ejemplo claro para comprender esta importancia de los datos digitales es la fabricación aditiva. La fabricación aditiva es un proceso que se beneficia del paradigma de la fabricación inteligente, donde a diferencia de los métodos de fabricación tradicionales, solo requiere el diseño del objeto físico y una impresora 3D. Sin embargo, una de las amenazas más importantes a la que tiene que hacer frente esta tecnología de fabricación es el robo y manipulación de los datos digitales del producto. Un diseño robado y una impresora de bajo coste son suficientes para producir piezas falsificadas. Asimismo, se puede alterar la estructura física del producto para introducir puntos de falla, haciendo que una parte defectuosa sea casi indetectable, o bien corromper los datos de fabricación.
Está claro que en este contexto los datos digitales del producto se convierte en un activo crítico, donde es necesario protegerlos y asegurar su trazabilidad.
Usando blockchain para asegurar la fabricación inteligente
El Blockchain, utilizado por primera vez para el Bitcoin hace una década, es una lista expandible de registros, o bloques, que cada uno de ellos contiene datos que representan una transacción individual por parte de los miembros de una red. Cada bloque consta de un conjunto de datos, una marca de tiempo, un hash criptográfico (un algoritmo que sirve como “huella digital de ciberseguridad”) y el hash del bloque anterior para vincular matemáticamente ambos bloques. Por lo tanto, cada bloque en la cadena está conectado con el siguiente, con el anterior, y con todo el camino de vuelta a la transacción original (conocido como el bloque de génesis “genesis block”). Esto significa que la información contenida en cualquier bloque no puede modificarse sin cambiar todos los bloques subsiguientes y alterar los registros de seguimiento que señalan si ha ocurrido alguna intromisión en la red. Por tanto el blockchain es una solución robusta para probar la existencia de un activo digital específico en un momento determinado en el ciclo de vida del producto.
“En otras palabras, si soy un fabricante que hace una parte de un producto y recibo las especificaciones para esta parte del diseñador que está en el proceso, Blockchain asegura que puedo confiar en que los datos realmente provienen de esa persona, es exactamente lo que él o ella envió, y no fue interferido durante la transmisión”, explica la científica de computación Sylvere Krima, investigadora asociada en el NIST y autora principal del informe. “Debido a que la cadena es a prueba de manipulaciones y los bloques tienen una marca de tiempo, el blockchain es una solución robusta para autentificar los datos en cualquier momento durante el ciclo de vida del producto”.
En el estudio del NIST también se detallan códigos y declaraciones en el “Unified Modelling Language (UML)”, un sistema estandarizado para el modelado por computación, que se necesita para aplicar con éxito el blockchain a una red de fabricación inteligente.
«Seguir nuestro modelo de información de referencia permitirá a los usuarios autenticar todo dentro de sus bloques: de dónde provienen los datos y quiénes van a realizarlos, quién está ejecutando los intercambios de datos, cuándo se están produciendo los intercambios, qué se está intercambiando y cómo los intercambios están siendo conducidos «, explica Krima.
“El objetivo de este modelo de referencia es asegurar el subproceso digital para la fabricación inteligente al tiempo que mejora la colaboración y la confianza entre todos los socios de la cadena de fabricación”, concluye Hedberg.
Para ilustrar aún más el valor de blockchain para la fabricación inteligente, un segundo informe del NIST presentará tres casos de estudio en diferentes sectores industriales (fabricación aditiva, vehículos autónomos y productos farmacéuticos) que muestran cómo funciona el sistema de ciberseguridad y trazabilidad para cada uno.
